以柔性制造加固核心壁垒：西派集团携手 Fastems 打造高端能源阀门制造“智能梦工厂”
2024-1-8 来源：炫景启拓 作者：-
为重量超数千公斤、批量最少仅 10 余件的高精密阀门零件投建高端自动化产线，梁桂华先生，西派集团有限公司董事长，于 2019 年做出这个决定时，几乎遭到了公司所有高层的反对和同行的质疑：“这么小批量做自动化不是哗众取宠嘛”，“各种不同类型的阀门，规格大小不同而且是各种特殊材料，要如何实现自动化”，“产品品质怎么保证”……如今，三年过去，这条集成了 6 台高端加工中心、长度接近 100 米，堪称亚太区规模最大的适用多品种小批量生产的柔性产线已成功运行，在用生产效率翻番、生产人员减少40%卓越表现击碎一切质疑的同时，也成为了西派智能梦工厂的“定海神针”，为其跻身中国最完善的高端阀门制造企业之列打下了坚实基础。
图 1：西派与 Fastems 联合建立的高端定制化 FMS 生产线，集成了两种品牌的 6 台智能加工中心，同时集成了 159 个机加托盘与 118 个物料托盘，整条产线长度近百米，是目前亚太地区规模最大的柔性线。
“对于制造企业来说，想更胜一筹，必须要有自己的独特优势。之于西派，我认为就是智能化。”梁桂华先生介绍说，“锚定熄灯工厂、数字工厂，西派正是以这条柔性线为起点，持续发力，不断加固面向未来制造挑战的核心壁垒。” 针对多品种小批量，亚太区规模最大的混合柔性产线成立于 2009 年的西派，是一家专注流体控制解决方案的高端智能企业，一直从事于石油钻采专用设备、管线阀门、控制阀、仪表仪器的研发和生产，并凭借着高性能、高精度的产品成为了中石油、中石化，以及科威特国家石油公司（KOC）、阿布扎比国家石油公司（ADNOC）、阿尔及利亚 SONATRACH 等领先能源企业的一级供应商，在业内有着的较高知名度和影响力。
图 2：西派数种尺寸的多个零件，包括阀盖、阀体、管头等都已上线生产过，零件重量从几公斤到数千公斤，批量最小仅为 18 件，其无论是加工品质还是生产效率均表现出色。
走进西派位于江苏金湖的工厂，无论是设计前沿的现代化厂房，还是智能高效的生产装备、自动化产线，又或是极具未来感的数据监控大厅，其先进程度令人赞叹。正如一位省领导在参观时所说“我没有想到金湖有这样先进的企业，更没有想到金湖有这样具备先进思想的企业家”，这一切的背后，离不开其掌舵人梁桂华先生深刻且前瞻性的思考。
图 3：成立于 2009 年的西派，是一家专注流体控制解决方案的高端智能企业，一直从事于石油钻采专用设备、管线阀门、控制阀、仪表仪器的研发和生产，并凭借着高性能、高精度的产品成为了中石油、中石化，以及科威特国家石油公司（KOC）、阿布扎比国家石油公司（ADNOC）、阿尔及利亚 SONATRACH 等领先能源企业的一级供应商。
“竞争只会更激烈，一面是国内巨头和海外品牌双向夹击，一面是用户需求瞬息万变，唯有走智能化路线才能让西派拥有‘差异化竞争优势’。数年前，我们着手规划，直至 2019 年遇到了 Fastems。”梁桂华先生介绍说，“通过 Fastems 遍布全球的诸多成功案例，我看到了自己设想中柔性产线的样子；在多次深入探讨中，我切实感受到了 Fastems 的‘不一样’，他们总能站在我的角度出发，赢得了我的信任。”
值得一提的是，西派柔性产线不仅在长度上创下纪录，其产线的混合性、复杂程度在业内来说也是首屈一指。首先是不同品牌的机床的混合，西派产线集成了大隈和牧野两种品牌、不同规格型号的 6 台四轴四联动加工中心，这不仅要求产线集成商有着强大的品牌兼容能力，还需要有丰富的应用经验。一个难点也是亮点：不同尺寸、不同功能的托盘的混合。为配合两种型号机床，产线内的 159 个机加托盘有着两种差异不小的尺寸，分别为 630*630mm 台面卧加和 800*800mm 台面卧加，此外还有 118 个 1200*800mm 的物料木托盘，柔性线需要智能地识别各个托盘，并将它们精准送至对应的料站或机床，对于柔性控制软件的性能也是一个不小的考验。
芬发自动化上海有限公司总经理丁永平先生介绍说：“不同品牌机床、不同托盘尺寸混线及物料托盘管理，从来不是哪家公司的‘专利’，而 Fastems 能够承接这一项目，并确保产线顺畅运行的笃定和自信，皆来自于我们在自动化领域潜心四十余年的丰富经验。哪种品牌的机床配备怎样的接口，垛机如何切换识别不同尺寸的托盘，柔性控制软件怎么满足用户不同需求，这些问题的答案在我们遍布全球的数千个案例中已经得到无数次的成功验证。并且，本次西派柔性线的安装与调试工作均由我们中国服务团队完成，取得了客户的高度认可，这也是 Fastems 中国定位‘全球技术标准、本地响应速度’的一次有力证明。” “最长的柔性产线，用最少的人”当走进车间，这条柔性线真实矗立在眼前时，其所带来的震撼无以名状。只见，长度近百米、高度近八米的五层立体库整齐排列，库内集成有一台垛机，以每分钟 210 米的超快速度，高效且有序地将各类托盘以及托盘上的毛坯、在制品等搬运至产线内的 6 台机床和 3 个装载站内。所有工序仅依靠两位技术人员，通过操作控制面板与装夹零件来完成。
图 4：西派集团设备部经理、柔性产线技术负责人陈辉先生（图左），芬发自动化上海有限公司总经理丁永平先生
“在梁总最初让我来负责柔性线项目时，我是心存怀疑的，甚至直接和梁总提出‘公司的产品不适合上自动化线’。”西派集团设备部经理、柔性产线技术负责人陈辉先生回忆道，“在我最初的认知中，自动化线一般只适合大批量产品，因为要切换产品，需要对产线进行大规模调整，步骤极其繁琐。而我们的阀门零件最大批量仅有几百件，种类、规格之多，多托盘生产对夹具精度要求极高，怎么自动化生产呢？直至看到Fastems 那么多成功的应用，我才真正理解了柔性自动化与常规自动化的区别。基于软件它可以同时生产不同的订单，将待加工的产品自动送入需要加工的机床，产品切换精准、灵活。Fastmes 柔性线采用的是托盘交互形式，零件、夹具和托盘作为一个整体在线内移动，由此可实现产线不同零件的快速切换加工。此外，当一个零件在调试、装夹、检测时，柔性线可以自动调换其他零件进行加工，大大提升了设备利用率。”
这条柔性线如今运行状况如何呢？陈辉非常自豪地介绍说：“我们的产线自 2022 年底调试完成后，目前已经运行近一年时间。各类阀门（6A、6D）的多个零件，包括阀盖、阀体、管头等各种规格都已上线生产过，零件重量从几公斤到数千公斤，批量最小仅为 18 件，无论是加工品质还是生产效率均表现出色。以闸阀管头零件举例，传统车间里单机生产 8 小时能够做 7 件，柔性线上的单机则可以生产 13 件，效率几乎提升一倍。再比如球阀阀体零件，柔性线单机生产 32 件的时间，传统车间的单机只能加工 20 件。”
柔性线还减少了操作人员的数量与工作量。得益于 Fastems 软件，只要上线加工过的产品，以后如有重复，一键可以重启生产，实现了工艺的可传承。Fastems 软件在生产还没有开始前，便提前告知操作员保证持续生产所需准备的所有生产资源。西派实现了‘最长的 FMS 线，用最少的人’！
“西派 80%的业务是出口海外，客户对交货期以及产品品质的要求非常严格。因此我最看重的就是柔性线的稳定性和高效率。在这一年的时间中，Fastems 没有辜负我们的期待，在有效提升加工效率的同时，极少发生故障，即使偶尔有报警，其技术团队的售后保障也十分给力。”梁桂华先生补充介绍说，“此外，这条柔性线还在很大程度上提升了我们的品牌影响力，不仅有来自政府的关注，一系列奖项荣誉以及资源的获得，当客户来到工厂，看到这条产线，便对西派的供货能力、产品品质有了更大信任。” 夯实西派数字化工厂根基作为驱动世界生产最重要的产业之一，油气开采装备却一直被认为是智能化建设较为落后的洼地。一方面，产品本身特性，如品种多、体积大、制造工序长、定制化程度高等，致使生产环节数据易碎片化，对自动化、数字化技术方案要求非常高。另一方面，由于油气装备投入高、整合资源难度大，实现全流程智能生产更加困难。然而，这些在外人看来的重重挑战，却成为了目标高远、敢于突破的西派集团一路前行的动力。从偏远农村白手起家，靠贸易销售赚到第一桶金；到 2009 年调转赛道，投身实业，单枪匹马回到家乡建厂；再到 2020 年疫情爆发、行业低迷困境下，力排众议投建柔性产线……梁桂华先生以创新者的魄力一步步成长蜕变，同时也让油气阀门生产一次次实现“更高效率”的升级跃迁。如今，西派卓越制造又将登上新的台阶，一幅智能数字梦工厂的蓝图正围绕柔性产线缓缓展开。“以柔性制造、自动化生产为基础，西派已经搭建起了一个较为完整的全信息化平台，集成了覆盖生产、企业信息、物流、采购、用户管理等多个数字化系统，在最终建成后可实现公司内外部所有数据的互联互通，并依靠科学的数据分析达成生产管理层面的智能决策和企业整体的智能战略规划。”梁桂华先生介绍说。
“Fastems 柔性线所配置的 MMS 生产控制管理软件能够完全满足西派的数字化需求。首先，实现自动排单，以及遇到急单或设备故障时订单自动调整动态，加上实时、详细的订单进程监控系统，可真正帮助用户做到不间断生产。其次，MMS 还可与公司的数据网络轻松连接，实现产线所有生产要素数据的实时采集和监控，如机床、刀具、夹具、托盘等，为工艺优化、生产管理，乃至企业管理提供科学的数据支撑。”丁永平先生补充介绍说。
数据的透明化，让西派对生产要素产前准备、订单进展、瓶颈排除和机床 OEE 一目了然。生产加工不再仅依靠于人员的技术水平和应用经验，而是一个标准化的操作流程、一个程序化的工艺方案。无论是谁，只要依循数据，就可以加工出相同高品质的产品。这一优势在现实加工中，可大大减少操作人员的工作量，正如陈辉先生说介绍的，柔性线在加工已生产过的产品时，无需重复调试，直接在软件中调取数据即可。从长远来看，为西派数字化工厂未来在全球范围内的复制带来了可能。
“柔性线是西派的转折点，更是起点。我们计划一两年后，待这条产线运行更平稳、工艺和团队更成熟时，将其在其他传统车间进行复制，让整个工厂都‘智能’起来。还有，我们正在考察海外建厂，只要有这套产线方案，就可以直接复制转移，无需为人员和工艺问题担忧。”梁桂华先生总结说道，“随着市场的不断发展以及用户个性化需求的增强，我坚信柔性制造、数字化生产必将成为能源设备行业的一大趋势。我们也期待能继续与 Fastems 这样全球领先的技术力量携手，为中国能源装备制造产业高质量发展，为中国能源机械品牌扬帆出海，贡献自己的一份力量。”
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